Pico FV en Perú Manfred Horn Seminario “La energía solar – situación actual y perspectivas” , Lima 1 de julio de 2011 Pico FV en Perú Ensayos de laboratorio de lámparas LED para sistemas pico fotovoltaicos Manfred Horn Universidad Nacional de Ingeniería, Lima,Peru mhorn@uni.edu.pe http://fc.uni.edu.pe/mhorn

¿Porqué Pico FV en el Peru? Ensayos de laboratorio Conclusiones Algunos datos generales: Peru Area 1,3 x 10 6 km2 (60% selva) Población 29 x 10 6 (30% pobre) GDP/capita $ 5000 Electrificación 80 % Consumo eléctrico 1000 kWh/cap año

280 000 hogares están previstos para una electrificación con ER, mayormente con FV Costo de conexión a la red eléctrica rural: > $ 1500 Plan Maestro para la electrificación rural con energías renovables, Ministerio de Energía y Minas, 2008

¿ Qué es un “Sistema pico fotovoltaico”? SFD: Sistema Fotovoltaico Domiciliario (tradicional): un panel FV de 50 – 75 Wp; 5 – 8 kWh/mes una batería de 12 V, 100 -150 Ah de Pb acido (automotriz o “solar”) un regulador de carga cargas:varias luminarias LFC de 5 – 20 W, 12 V DC, TV b/n, radio, etc costo $ 500 - 1000 Sistema Pico FV (moderno): un panel FV de 3 – 10 Wp; 0,3 - 1 kWh/mes Cargas: una (s) lámpara(s) LED, radio, celular, etc. una batería Li-ion (eventualmente Ni MH), generalmente incorporada en la luminaria un regulador de carga, generalmente incorporado en la luminaria costo $ 50 - 200

Consumo eléctrico mensual por hogar (kWh/mes) ¿ Porqué Pico FV en el Perú? Consumo eléctrico mensual por hogar (kWh/mes) Un tercio de los hogares conectados a la red eléctrica consume en promedio 12 kWh/mes. Estos hogares están mayormente en áreas rurales, y usan la electricidad mayormente para iluminación 262 kWh/mes 12 kWh/mes 61 kWh/mes Promedio nacional de consumo de electricidad de los hogares conectados a la red eléctrica: 123 kWh / month Fuente: Anuario OSINERGMIN 2008

Consumo típico de electricidad en áreas rurales: promedio de 12 kWh/mes, mayormente para iluminación. 50 W X 4 horas x 30 días = 6 kWh                                            50 W X 3 horas x 30 días = 4.5 kWh 10 W X 5 horas x 30 días = 1.5 kWh TOTAL = 12 kWh/mes

Con focos incandescentes (11 lm/W) y 10 kWh/mes de electricidad, se obtiene una energía luminosa de 110 klmh/mes. Usando buenos LEDs (110 lm/W), se obtiene la misma energía luminosa con 1 kWh/mes de electricidad, lo que puede producir un panel FV de 5 – 10 Wp . Por lo tanto, un sistema Pico FV puede producir prácticamente los mismos beneficios que tienen la gente en áreas rurales conectados a la red, pero a un costo mucho menor. Basado en este argumento, el MEM había previsto en 2010 un proyecto con la meta de instalar 50 000 sistemas Pico FV. Como un primer paso, y con el apoyo de la GIZ, 11 diferentes lámparas LED había sido evaluados en el laboratorio de fotometrpia de la UNI, obteniendo los resultados indicados a continuación. Como siguiente paso se ha previsto un ensayo de campo con 100 – 200 familias, usando las lámparas con la mejor preformance en el laboratorio, antes de implementar, finalmente, el proyecto principal.

Famous Peruvian gastronomy Ensayos de laboratorio Parámetros eléctricos, fotométricos y colorimétricos de 11 lámpares LED comerciales, usados en sistemas pico FV, fueron medidos: Flujo luminoso (lm), espectro, temperatura de color, coeficiente de rendimiento de color Tiempo (horas) que las lámparas queden prendidas con las baterías inicialmente completamente cargadas, y disiminución del flujo luminoso durante este tiempo Capacidad de las baterías (en Ah y en Wh) y DOD Consumo eléctrico (W) y eficacia luminosa ( lm/W) lluminación (en lux) sobre una mesa de trabajo de 1 m2 Famous Peruvian gastronomy

Output of spectrophotometer Equipment Integrating sphere Output of spectrophotometer Spectrophotometer Battery test

Resultados principales Con una batería de Li-ion de 16 Wh y 2 W de LEDs, se puede obtener: Flujo luminoso de 200 lm durante 8 h Efficacía global de > 110 lm/W (varias LEDs sumando 2 W tienen una mayor eficacia que una sola LED de 2 W.) Iluminación de 40 – 60 lux sobre una mesa de 1 m2 16 Wh de batería pueden cargarse con un panel FV de 3 Wp durante un día con una radiación solar de 6 kWh/m2 día Cusco Cathedral

Thank you ….See you in Peru Caral, the oldest city of America Conclusiones Existe un amplio espectro comercial de sistemas pico FV, con diferentes características y calidades. La tecnología de lámparas Pico FV está cambiando rápidamente, usando baterías de Li – ion y LEDs con una vida muy larga y una eficacia > 110 lm/W. Sistemas Pico FV son una solución para una electrificación rural básica, pero un control de calidad y ensayos de campo deben realizarse antes de iniciar proyectos mayores. Thank you ….See you in Peru